TP 1: L`année de lumière

TP 1: L’année de lumière 1-­‐ Lecture du texte La machine à remonter le temps. Nous savons aujourd'hui que, comme le son, la lumière se propage à une vitesse bien déterminée [...]. Cela équivaut à une vitesse d'environ trois cent mille kilomètres par seconde, un million de fois plus vite que le son dans l’air. Il faut bien reconnaître que, par rapport aux dimensions dont nous parlons maintenant, cette vitesse est plutôt faible. À l'échelle astronomique, la lumière pro-­‐
gresse à pas de tortue. Les nouvelles qu'elle nous apporte ne sont plus fraîches du tout ! Pour nous, c'est plutôt un avantage. Nous avons trouvé la machine à remonter le temps ! En regardant « loin », nous regardons « tôt ». La nébuleuse d'Orion nous apparaît telle qu'elle était à la fin de l'Empire romain, et la galaxie d'Andromède telle qu'elle était au moment de l'apparition des premiers hommes, il y a deux millions d'années. À l'inverse, d'hypothétiques habitants d'Andromède, munis de puissants télescopes, pourraient voir aujourd'hui l'éveil de l'humanité sur notre planète... Les objets les plus lointains visibles au télescope sont les quasars. Ce sont en fait des galaxies [...]. Certains quasars sont situés à douze milliards d'années-­‐lumière. La lumière qui nous en arrive a voyagé pendant douze milliards d'années. C'est-­‐à-­‐dire quatre-­‐vingts pour cent de l'âge de l'Univers... C'est la jeunesse du monde que leur lumière nous donne à voir au terme de cet incroyable voyage. Dans ces conditions, il est naturellement impossible d'avoir un portrait « instantané» de l'Univers. Un « instantané », dans le langage photographique, c'est une vue qui fige un paysage en un instant précis de sa durée. Ici, nous sommes comme au sommet de la « montagne du temps ». Dans notre vision du monde, le point le plus avancé dans le temps est celui où nous sommes. Tout autour, notre regard plonge dans le passé. Hubert Reeves Extrait de : Patience dans l'azur, Le Seuil (1981). 2-­‐ Compréhension du texte : • Qui est l’auteur du texte ? •
De quel livre est-­‐il tiré ? •
Quels sont les différents objets célestes cités dans le texte ? •
Quelle est la vitesse de la lumière dans le vide ? Cette vitesse est-­‐elle infinie ? •
Quelle est la vitesse du son dans l’air ? (Convertir en m/s) •
Expliquer la phrase : « En regardant "loin", nous regardons "tôt"». •
À partir des indications du texte, proposer une définition de l'année-­‐lumière, appelée aussi année de lumière. •
Exprimer l'année de lumière en mètre. •
Quel est l'intérêt, pour un astrophysicien, d'utiliser l'année de lumière comme unité de longueur ? 3-­‐ Exercices L’étoile polaire est située à d = 4. 1018 m de la Terre.
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Exprimer d en année de lumière. •
Donner une valeur approchée de la durée qu’il faut à la lumière pour parvenir jusqu’à nous depuis cette étoile. •
Si cette étoile venait à disparaître aujourd’hui à quelle date un observateur situé sur Terre le constaterait-­‐il ? Le 23 février 1987, un astronome canadien, Ian Shelton remarqua à l’œil nu la présence d’une nouvelle étoile dans la galaxie du Grand Nuage de Magellan. C’était une supernova, résultat de l’explosion d’une étoile. En quelle année cette explosion s’est-­‐elle produite ? Donnée : la distance moyenne entre le grand nuage de Magellan et la terre est de 1,80x105 années lumière.